DE112009004317T5

DE112009004317T5 - Fluidfilter mit Mutternplatte mit einer Dichtung an einer Endfläche und Aufbau zur äusseren Befestigung

Info

Publication number: DE112009004317T5
Application number: DE112009004317T
Authority: DE
Inventors: Terry W. Shults; Ismail C. Bagci
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2012-02-02
Also published as: CN102281934B; US20100176047A1; HK1160812A1; WO2010083005A3; CN102281934A; BRPI0919991A2; WO2010083005A2

Abstract

Ein Fluidfilter weist ein innerhalb eines Gehäuses mit einem im Allgemeinen offenen Ende angeordnetes Filterelement auf. Das Filterelement verfügt über ein Medium, das es einem Arbeitsfluid ermöglicht, dadurch gefiltert zu werden. Eine Mutternplatte, die mit dem Gehäuse an dem im Allgemeinen offenen Ende verbunden ist, weist eine Endfläche mit einem Einlass und Auslass auf. Der Einlass ermöglicht es dem Arbeitsfluid, in das im Allgemeinen offene Ende des Gehäuses einzudringen und auf das Medium zuzugreifen. Der Auslass ermöglicht es gefiltertem Fluid, aus dem im Allgemeinen offenen Ende des Gehäuses auszutreten. Die Endfläche beinhaltet innere und äußere Dichtungen. Die innere Dichtung umgibt entweder den Einlass oder den Auslass und befindet sich zwischen ihnen. Die äußere Dichtung umgibt das jeweils andere, den Einlass oder Auslass. Die innere Dichtung scheidet nicht gefiltertes Fluid von gefiltertem Fluid ab. Die äußere Dichtung scheidet das Fluid von der Außenumgebung ab. Eine Verbindungsstruktur auf einer Außenfläche der Mutternplatte ermöglicht eine Verbindung zu anderer Ausrüstung.

Description

INFORMATIONEN ZUR PRIORITÄT
Diese Anmeldung ist als eine internationale PCT-Patentanmeldung im Namen von CUMMINS FILTRATION IP INC. eingereicht und beansprucht den Vorteil aus US-Anmeldung Nummer 12/354612, eingereicht am 15. Januar 2009, und mit dem Titel „FLUID FILTER WITH NUTPLATE HAVING AN END FACE SEAL AND OUTER ATTACHMENT DESIGN”, die hiermit vollständig unter Bezugnahme aufgenommen ist.
BEREICH
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Fluidfilter und ihre Aufbauten. Spezieller betrifft die vorliegende Offenbarung eine verbesserte Dichtungs- und Befestigungskonfiguration eines Fluidfilters.
HINTERGRUND
Fluidfilter sind weithin bekannt und werden in verschiedenen Systemen und Anwendungen verwendet, beispielsweise solchen Systemen, die Partikel- und/oder Fluidabscheidung von einem Arbeitsfluid erfordern. Als ein Beispiel sind Schmierölfiltrationsanlagen wohlbekannt und diese setzen Ölfiltrationsfähigkeiten ein, um verschiedene Schwebstoffe und Kondensate abzuscheiden. Bei solchen Anlagen ist ein ordentliches Abdichten wichtig, um die Anlageneffizienz aufrechtzuerhalten, um Emissionsbestimmungen einzuhalten und einen geeigneten Schutz für eine Maschine bereitzustellen. Das heißt, dass eine ordentliche Abdichtung benötigt wird, um eine Abscheidung zwischen „schmutzigen” und „sauberen” Seiten eines in solchen Anlagen verwendeten Fluidfilters aufrechtzuerhalten.
Verbesserungen können an bestehenden Fluidfilteraufbauten vorgenommen werden. Insbesondere strukturelle Verbesserungen hinsichtlich der Abdichtung eines Fluidfilters und einer Verbindung zu anderer Ausrüstung bei einer vorgegebenen Filtrationsanlage können vorgenommen werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen einen Fluidfilter, der eine einzigartige Dichtungs- und Befestigungskonfiguration beinhaltet, damit der Fluidfilter mit anderer Ausrüstung dicht abschließt und daran befestigt wird, beispielsweise bei einer Filtrationsanlage. Die hierin beschriebene Dichtungs- und Befestigungskonfiguration kann helfen, einen Einbau des Fluidfilters zu erleichtern, indem eine Reihenverbindung bereitgestellt wird, und indem eine Reihendichtung bereitgestellt wird, die zu filterndes „schmutziges” Fluid von gefiltertem „sauberem” Fluid abscheidet. Im Allgemeinen befindet sich die Dichtungskonfiguration an einer Endfläche einer Filter-Mutternplatte und die Befestigungskonfiguration befindet sich an einer Außenfläche der Mutternplatte.
Bei einer Ausführungsform beinhaltet ein Fluidfilter ein Gehäuse mit einem im Allgemeinen offenen Ende und ein innerhalb des Gehäuses angeordnetes Filterelement. Das Filterelement verfügt über ein Medium, das es einem Arbeitsfluid ermöglicht, durch das Filtermedium gefiltert zu werden. Eine Mutternplatte ist an dem im Allgemeinen offenen Ende mit dem Gehäuse verbunden. Die Mutternplatte verfügt über eine Endfläche einschließlich eines Einlasses und eines Auslasses. Der Einlass ermöglicht es zu filterndem Arbeitsfluid, in das im Allgemeinen offene Ende des Gehäuses einzudringen und zu dem Medium zu Fließen. Der Auslass ermöglicht es durch das Medium gefiltertem Arbeitsfluid, aus dem im Allgemeinen offenen Ende des Gehäuses auszutreten. Die Endfläche beinhaltet ebenfalls darauf angeordnete innere und äußere Dichtungen. Die innere Dichtung umgibt entweder den Einlass oder den Auslass und befindet sich zwischen dem Einlass und dem Auslass. Die äußere Dichtung umgibt das jeweils andere, den Einlass oder den Auslass. Bei Betrieb scheidet die innere Dichtung das zu filternde Arbeitsfluid von dem durch das Medium gefilterten Arbeitsfluid ab und die äußere Dichtung scheidet das Arbeitsfluid von der Außenumgebung ab. Die Mutternplatte beinhaltet weiter eine Verbindungsstruktur auf einer Außenfläche davon. Die Verbindungsstruktur kann mit anderer Ausrüstung verbunden werden.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Fluidfilter ein Spin-On-Filter, bei dem die inneren und äußeren Dichtungen an der Endfläche eine Reihendichtung mit anderer Ausrüstung erzeugen, an der der Fluidfilter befestigt werden kann, und wobei die Verbindungsstruktur auf der Außenfläche ein Gewindeteil ist, der zu solch anderer Ausrüstung passt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Draufsicht einer Ausführungsform eines Filters.
2 ist eine seitliche Schnittzeichnung des Filters von 1.
3 ist eine perspektivische Draufsicht einer weiteren Ausführungsform eines Filters.
4 ist eine seitliche Schnittzeichnung des Filters von 3.
5 ist eine perspektivische Draufsicht einer weiteren Ausführungsform eines Filters.
6 ist eine seitliche Schnittzeichnung des Filters von 5.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen einen Fluidfilter, der eine einzigartige Dichtungs- und Befestigungskonfiguration beinhaltet, damit der Fluidfilter mit anderer Ausrüstung dicht abschließt und daran befestigt wird, beispielsweise bei einer Filtrationsanlage. Die hierin beschriebene Dichtungs- und Befestigungskonfiguration kann helfen, einen Einbau des Fluidfilters zu erleichtern, indem eine Reihenverbindung bereitgestellt wird, und indem eine Reihendichtung bereitgestellt wird, die zu filterndes „schmutziges” Fluid von gefiltertem „sauberem” Fluid abscheidet. Im Allgemeinen befindet sich die Dichtungskonfiguration an einer Endfläche einer Filter-Mutternplatte und die Befestigungskonfiguration befindet sich an einer Außenfläche der Mutternplatte.
Die hierin beschriebenen Aufbauten beinhalten im Allgemeinen äußere Sägezahngewinde oder ähnliche Verbindungen, die sich als robuster erwiesen haben als bei vielen aktuellen Aufbauten verwendete innere Feingewinde. Dies trifft besonders hinsichtlich Verbundkonstruktionen zu und würde zu einem Aufbau führen, der dem Filter eine bessere Standsicherheit verleiht.
Lediglich zum Zwecke der Veranschaulichung sind die erfinderischen Konzepte für einen Filteraufbau mit Bezug auf Fluidfilter des Typs Spin-On beschrieben, die wohlbekannt sind und in Schmierölfiltrationsanlagen oft verwendet werden. Es ist jedoch selbstverständlich, dass die Offenbarung nicht auf Filter des Typs Spin-On beschränkt verstanden werden soll, und dass die hierin beschriebenen erfinderischen Konzepte, einschließlich der Dichtungs- und Befestigungsschnittstellen, bei anderen und für andere Filtrationsanlagen verwendet und angepasst werden können, wie z. B., aber nicht beschränkt auf, Filtrationsanlagen für Kraftstoff, Hydraulik, Wasser etc. Es ist daher weiter selbstverständlich, dass verschiedene Arbeitsfluids, die einer Filtration bedürfen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Öl, von den hierin offenbarten erfinderischen Konzepten profitieren können.
1–2 zeigen einen Fluidfilter 10 in Übereinstimmung mit hierin beschriebenen erfinderischen Prinzipien. Der Fluidfilter 10 beinhaltet im Allgemeinen ein Gehäuse 12, ein Filterelement 14 und eine Mutternplatte 16. Das Gehäuse 10 weist ein im Allgemeinen offenes Ende auf (siehe z. B. 2). Das Filterelement 14 ist innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet. Das Filterelement 14 verfügt über ein Medium 20, das es einem Arbeitsfluid ermöglicht, dadurch gefiltert zu werden.
Die Mutternplatte 16 ist an dem im Allgemeinen offenen Ende mit dem Gehäuse 12 verbunden. Als ein bevorzugtes Beispiel ist die Mutternplatte 16 über einen Rotationsschweißvorgang mit dem Gehäuse 12 verbunden. Solch eine Verbindung wird leicht erhalten, beispielsweise bei Fluidfiltern mit Verbundgehäusen und Mutternplatten. Bei einem bevorzugten Beispiel ist der Fluidfilter 10 ein Verbundmaterial, das keine Metallteile beinhaltet, und insbesondere bei dem die Mutternplatte 16 und das Gehäuse 12 aus Verbundmaterialien gestaltet sind. Beispiele von Verbundfiltern können bei Vorgängerprodukten des Vertreters, Cummins Filtration, gefunden werden, wie z. B. ihr „User-Friendly Filter”, der wohlbekannt ist.
Die Mutternplatte 16 weist eine Endfläche auf (siehe oberes Ende von Mutternplatte 16 in 1 und 2), einschließlich eines Einlasses 32 und eines Auslasses 34. Im Allgemeinen ermöglicht der Einlass 32 es zu filterndem Arbeitsfluid, in das im Allgemeinen offene Ende des Gehäuses 12 einzudringen und zu dem Medium 20 zu fließen. Wie gezeigt, kann der Einlass 32 beispielsweise viele Öffnungen in der Endfläche der Mutternplatte 16 sein. Es ist selbstverständlich, dass die Menge an Öffnungen für den Einlass 32 als nicht einschränkend verstanden werden soll, solange das Arbeitsfluid in den Fluidfilter 10 eindringen (oder aus ihm austreten) kann. Der Auslass 34 ermöglicht es im Allgemeinen durch das Medium 20 gefiltertem Arbeitsfluid, aus dem im Allgemeinen offenen Ende des Gehäuses 12 auszutreten. Wie gezeigt, ist der Auslass 34 in Richtung der Mitte der Endfläche der Mutternplatte 16 angeordnet und der Einlass 32 ist in einer konzentrischen Anordnung um den Auslass 34 herum angeordnet. Es ist selbstverständlich, dass die spezifische Einlass- 32/Auslass- 34 Anordnung als nicht einschränkend verstanden werden soll und dass andere Modifikationen genauso geeignet und/oder erwünscht sein können. Beispielsweise können der Einlass und der Auslass, wenn erwünscht und/oder notwendig, vertauscht sein, wenn der Fluidfluss umgekehrt ist.
Weiter bezugnehmend auf die Endfläche der Mutternplatte 16, beinhaltet die Endfläche innere und äußere Dichtungen 38, 36, die darauf angeordnet sind. Wie gezeigt, umgibt die innere Dichtung 38 den Auslass 34 und befindet sich zwischen dem Einlass 32 und dem Auslass 34. Die äußere Dichtung 36 umgibt den Einlass 32. Bei Betrieb scheidet die innere Dichtung 38 das zu filternde Arbeitsfluid von dem durch das Medium 20 gefilterten Arbeitsfluid ab und die äußere Dichtung 36 scheidet das Arbeitsmedium von der Außenumgebung ab.
Wie gezeigt, sind die inneren und äußeren Dichtungen 38, 36 innerhalb von Nuten auf der Endfläche der Mutternplatte 16 angeordnet (am besten gezeigt in 2). Bei einem Beispiel ist die Endfläche der Mutternplatte 16 derart konfiguriert, dass die inneren und äußeren Dichtungen 38, 36 in einer ebenen Anordnung auf der Endfläche angeordnet sind. In 1 und 2 befinden sich die inneren und äußeren Dichtungen 38, 36 auf einer selben Ebene. Beispielsweise ermöglicht die Dichtungskonfiguration von Dichtungen 38, 36 eine relativ einfache, flache, ebene Dichtung, die die Menge an Bearbeitung (z. B. für Metall), Umformung (z. B. für Verbundstoffe) etc. verringern kann.
Bei einer Ausführungsform sind die inneren und äußeren Dichtungen 38, 36 konzentrisch angeordnet, wobei der Einlass 32 und Auslass 34 und entsprechende Dichtungen 38, 36 einen Großteil der Endfläche der Mutternplatte 16 einnehmen. Solch eine Konfiguration kann eine flächenartige Dichtung und einen flächenartigen Fluidfluss für den Fluidfilter 10 und die Filtrationsanlage, mit der er verbunden sein kann, bereitstellen.
Bei der Ausführungsform von 1 und 2 ist die innere Dichtung 38 als eine rechteckige Pressdichtung gezeigt. Es ist selbstverständlich, dass die innere Dichtung 38 nicht auf eine rechteckige Pressdichtung beschränkt ist. Weitere Konfigurationen können beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, eine O-Ring- oder eine Quetschrippen-Dichtung (siehe z. B. nachstehend beschriebene 3 und 4). Beispielweise kann eine Quetschrippen-Dichtung bei Filtern mit größeren Mikrometern eingesetzt werden. Es ist weiter selbstverständlich, dass solche Materialien für die innere Dichtung 38 wohlbekannt sind und nicht weiter beschrieben werden müssen.
Bei einer Ausführungsform ist die äußere Dichtung 36 als eine O-Ring-Dichtung gezeigt. Es ist selbstverständlich, dass die äußere Dichtung 36 nicht auf eine O-Ring-Dichtung beschränkt ist. Weitere Konfigurationen können beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, eine rechteckige Pressdichtung (siehe z. B. nachstehend weiter beschriebene 3 und 4). Es ist selbstverständlich, dass solche Materialien für die äußere Dichtung 36 wohlbekannt sind und nicht weiter beschrieben werden müssen. Abhängig von den Fluidanforderungen kann das für die Dichtungen verwendete Material beispielsweise ein Nitril oder synthetisches Kautschukmaterial wie z. B. Viton^® sein.
Die Mutternplatte 16 beinhaltet ebenfalls eine Verbindungsstruktur 30, die auf einer Außenfläche davon angeordnet ist. Im Allgemeinen kann die Verbindungsstruktur 30 mit anderer Ausrüstung, beispielsweise einer weiteren Komponente einer Filtrationsanlage, verbunden werden. Bei einer Ausführungsform ist die Verbindungsstruktur 30 ein Gewindeteil auf einer seitlichen Außenfläche der Mutternplatte 16. Bei einem Verbundfluidfilter beispielsweise kann die Verbindungsstruktur 30 auf die Außenfläche der Mutternplatte 16 geformt sein. Bei dem Beispiel, bei dem ein Gewinde verwendet wird, können die Gewinde auf die Außenseite der Mutternplatte 16 geformt sein (z. B. für Verbundmaterial). Es ist selbstverständlich, dass das Verbindungsteil 30 andere Strukturen aufweisen kann als ein Gewindeteil. Beispielweise kann das Verbindungsteil 30 jegliche geeignete mechanische Struktur sein, die bekannt ist und eingesetzt werden kann, um die Außenfläche der Mutternplatte mit anderer Ausrüstung zu verbinden. Als weitere Beispiele können Verbindungen mit Viertel- oder halber Umdrehung als die Verbindungsstruktur 30 eingesetzt werden, wie sie ein Fachmann ausführen könnte, und die Gewinde beinhalten können oder nicht.
Bei einer Ausführungsform ist die seitliche Außenfläche, auf der sich die Verbindungsstruktur 30 befindet, auf einer anderen Fläche als der Endfläche. Bei dem gezeigten Beispiel ist die seitliche Außenfläche senkrecht zu der Endfläche.
Die Konfiguration der Verbindungsstruktur 30 kann es dem Fluidfilter 10 ermöglichen, mit anderer Ausrüstung einer Filtrationsanlage und in einer Reihenanordnung verbunden zu sein. Der Aufbau der Mutternplatte 16 kann mit Filtergehäusen oder -ummantelungen unterschiedlicher Längen kompatibel sein. Weiter beinhaltet solch ein Aufbau äußere Sägezahngewinde oder ähnliche Verbindungen, die sich als robuster erwiesen haben als die bei vielen aktuellen Aufbauten verwendeten inneren Feingewinde. Dies trifft besonders hinsichtlich Verbundkonstruktionen zu und würde zu einem Aufbau führen, der dem Filter eine bessere Standsicherheit verleiht. Noch weiter kann beispielsweise die Verwendung von Außengewinden außerhalb des Dichtungsbereichs mögliche Verunreinigungen verringern, die während des Einbauvorgangs in den Filter eindringen. Dies kann jegliche Partikel, Fremdkörper durch den Maschinenbetrieb, Entgratungsabfälle von Verbundmaterial während des Gewindeschneidens (z. B. Einbau) des Filters verringern.
In 1 und 2 ist die Mutternplatte 16 mit dem Filterelement 14 verbunden gezeigt und hält das Filterelement 14 innerhalb des Gehäuses 12.
Weiter bezugnehmend auf das Filterelement 14, befindet sich eine Ausführungsform eines Filterelements, das verwendet wurde, dort, wo das Medium 20 an zwei Endplatten 22, 24 befestigt ist. Eine Endplatte 22 beinhaltet eine Öffnung in Fluidkommunikation mit dem Auslass 34. Ein Zentralrohr 26 ist zwischen den beiden Endplatten 22, 24 verbunden. Das Medium 20 ist in einer zylindrischen Anordnung um das Zentralrohr 26 herum angeordnet. Das Zentralrohr 26 beinhaltet eine Flusspassage 28 dort hindurch, die in Fluidkommunikation mit der Öffnung der einen Endplatte 22 steht. Das Zentralrohr beinhaltet weiter Öffnungen 29, die es dem Arbeitsfluid ermöglichen, von dem Medium 20 und durch die Flusspassage 28 des Zentralrohrs 26 zu fließen. Es ist selbstverständlich, dass die bestimmte Anordnung und Struktur des Filterelements als nicht einschränkend verstanden werden soll. Solange Fluidfluss und Filtrationsfähigkeit erzielt werden können, können weitere Filterelemente unterschiedliche Gestaltungen haben, die mit der Einlass-/Auslass- und Dichtungsstruktur der Mutternplatte 16 und mit dem Gehäuse 12 kompatibel sind.
3–4 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Fluidfilters 100. Wie Fluidfilter 10 beinhaltet Fluidfilter 100 im Allgemeinen ein Gehäuse 102, ein Filterelement 104 und eine Mutternplatte 106. Das Gehäuse 100 weist ein im Allgemeinen offenes Ende auf (siehe z. B. 4). Das Filterelement 104 ist innerhalb des Gehäuses 102 angeordnet. Das Filterelement 104 verfügt über ein Medium 120, das es einem Arbeitsfluid ermöglicht, dadurch gefiltert zu werden. Fluidfilter 100 beinhaltet viele ähnliche Merkmale wie Fluldfilter 10, allerdings mit einigen Unterschieden bei der Art der verwendeten Dichtungen.
Die Mutternplatte 106 ist an dem im Allgemeinen offenen Ende mit dem Gehäuse 102 verbunden. Als ein bevorzugtes Beispiel ist die Mutternplatte 106 über einen Rotationsschweißvorgang mit dem Gehäuse 102 verbunden. Solch eine Verbindung wird leicht erhalten, beispielsweise bei Fluidfiltern mit Verbundgehäusen und Mutternplatten. Bei einem bevorzugten Beispiel ist der Fluidfilter 100 ebenfalls ein Verbundmaterial, das keine Metallteile beinhaltet, und insbesondere bei dem die Mutternplatte 106 und das Gehäuse 102 aus Verbundmaterialien gestaltet sind. Beispiele- von Verbundfiltern können bei Vorgängerprodukten des Vertreters, Cummins Filtration, gefunden werden, wie z. B. ihr „User-Friendly Filter”, der wohlbekannt ist.
Die Mutternplatte 106 weist eine Endfläche auf (siehe oberes Ende von Mutternplatte 106 in 3 und 4), einschließlich eines Einlasses 132 und eines Auslasses 134. Im Allgemeinen ermöglicht der Einlass 132 es zu filterndem Arbeitsfluid, in das im Allgemeinen offene Ende des Gehäuses 102 einzudringen und zu dem Medium 120 zu fließen. Wie gezeigt, kann der Einlass 132 beispielsweise viele Öffnungen in der Endfläche der Mutternplatte 106 sein. Es ist selbstverständlich, dass die Menge an Öffnungen für den Einlass 132 als nicht einschränkend verstanden werden soll, solange das Arbeitsfluid in den Fluidfilter 100 eindringen (oder aus ihm austreten) kann. Der Auslass 134 ermöglicht es im Allgemeinen durch das Medium 120 gefiltertem Arbeitsfluid, aus dem im Allgemeinen offenen Ende des Gehäuses 102 auszutreten. Wie gezeigt, ist der Auslass 134 in Richtung der Mitte der Endfläche der Mutternplatte 106 angeordnet und der Einlass 132 ist in einer konzentrischen Anordnung um den Auslass 34 herum angeordnet. Wie mit Fluidfilter 10 ist es selbstverständlich, dass die spezifische Einlass-132/Auslass- 134 Anordnung als nicht einschränkend verstanden werden soll und dass andere Modifikationen genauso geeignet und/oder erwünscht sein können. Beispielsweise können der Einlass und der Auslass, wenn erwünscht und/oder notwendig, vertauscht sein, wenn der Fluidfluss umgekehrt ist.
Weiter bezugnehmend auf die Endfläche der Mutternplatte 106, beinhaltet die Endfläche innere und äußere Dichtungen 138, 136, die darauf angeordnet sind. Wie gezeigt, umgibt die innere Dichtung 138 den Auslass 134 und befindet sich zwischen dem Einlass 132 und dem Auslass 134. Die äußere Dichtung 136 umgibt den Einlass 132. Bei Betrieb scheidet die innere Dichtung 138 das zu filternde Arbeitsfluid von dem durch das Medium 120 gefilterten Arbeitsfluid ab und die äußere Dichtung 136 scheidet das Arbeitsmedium von der Außenumgebung ab.
Wie gezeigt, sind die inneren und äußeren Dichtungen 138, 136 innerhalb von Nuten auf der Endfläche der Mutternplatte 106 angeordnet (am besten gezeigt in 4). Bei einem Beispiel ist die Endfläche der Mutternplatte 106 derart konfiguriert, dass die inneren und äußeren Dichtungen 138, 136 in einer ebenen Anordnung auf der Endfläche angeordnet sind. In 3 und 4 befinden sich die inneren und äußeren Dichtungen 138, 136 auf einer selben Ebene. Beispielsweise ermöglicht die Dichtungskonfiguration von Dichtungen 138, 136 eine relativ einfache, flache, ebene Dichtung, die die Menge an Bearbeitung (z. B. für Metall), Umformung (z. B. für Verbundstoffe) etc. verringern kann.
Bei einer Ausführungsform sind die inneren und äußeren Dichtungen 138, 136 konzentrisch angeordnet, wobei der Einlass 132 und Auslass 134 und entsprechende Dichtungen 138, 136 einen Großteil der Endfläche der Mutternplatte 106 einnehmen. Solch eine Konfiguration kann eine flächenartige Dichtung und einen flächenartigen Fluidfluss für den Fluidfilter 100 und die Filtrationsanlage, mit der er verbunden sein kann, bereitstellen.
Bei der Ausführungsform von 3 und 4 ist die innere Dichtung 138 als eine Quetschrippen-Dichtung gezeigt. Es ist selbstverständlich, dass die innere Dichtung 138 nicht auf eine Quetschrippen-Dichtung beschränkt ist. Beispielweise kann eine Quetschrippen-Dichtung bei Filtern mit größeren Mikrometern eingesetzt werden. Weitere Konfigurationen können eine O-Ring- oder eine rechteckige Pressdichtung beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt. Es ist weiter selbstverständlich, dass solche Materialien für die innere Dichtung 138 wohlbekannt sind und nicht weiter beschrieben werden müssen.
Bei einer Ausführungsform ist die äußere Dichtung 136 als eine rechteckige Pressdichtung gezeigt. Es ist selbstverständlich, dass die äußere Dichtung 136 nicht auf eine rechteckige Pressdichtung beschränkt ist. Weitere Konfigurationen können eine O-Ring-Dichtung beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt. Es ist selbstverständlich, dass solche Materialien für die äußere Dichtung 136 wohlbekannt sind und nicht weiter beschrieben werden müssen.
Die Mutternplatte 106 beinhaltet ebenfalls eine Verbindungsstruktur 130, die auf einer Außenfläche davon angeordnet ist. Im Allgemeinen kann die Verbindungsstruktur 130 mit anderer Ausrüstung, beispielsweise einer weiteren Komponente einer Filtrationsanlage, verbunden werden. Bei einer Ausführungsform ist die Verbindungsstruktur 130 ein Gewindeteil auf einer seitlichen Außenfläche der Mutternplatte 106. Bei einem Verbundfluidfilter beispielsweise kann die Verbindungsstruktur 130 auf die Außenfläche der Mutternplatte 106 geformt sein. Bei dem Beispiel, bei dem ein Gewinde verwendet wird, können die Gewinde auf die Außenseite der Mutternplatte 106 geformt sein (z. B. für Verbundmaterial). Es ist selbstverständlich, dass das Verbindungsteil 130 andere Strukturen aufweisen kann als ein Gewindeteil. Beispielweise kann das Verbindungsteil 130 eine Vierteldrehungssperre oder jegliche geeignete mechanische Struktur sein, die bekannt sein und eingesetzt werden kann, um die Außenfläche der Mutternplatte mit anderer Ausrüstung zu verbinden.
Bei einer Ausführungsform ist die seitliche Außenfläche, auf der sich die Verbindungsstruktur 130 befindet, auf einer anderen Fläche als der Endfläche. Wie gezeigt, ist die seitliche Außenfläche senkrecht zu der Endfläche.
Die Konfiguration der Verbindungsstruktur 130 kann es dem Fluidfilter 100 ermöglichen, mit anderer Ausrüstung einer Filtrationsanlage und in einer Reihenanordnung verbunden zu sein. Der Aufbau der Mutternplatte 106 kann mit Filtergehäusen oder -ummantelungen unterschiedlicher Längen kompatibel sein.
In 3 und 4 ist die Mutternplatte 106 mit dem Filterelement 104 verbunden gezeigt und hält das Filterelement 104 innerhalb des Gehäuses 102.
Weiter bezugnehmend auf das Filterelement 104, befindet sich eine Ausführungsform eines Filterelements, das verwendet wurde, dort, wo das Medium 120 an zwei Endplatten befestigt ist. Eine Endplatte 122 beinhaltet eine Öffnung in Fluidkommunikation mit dem Auslass 134. Ein Zentralrohr 126 ist zwischen den Endplatten verbunden. Bei einem Beispiel kann das Zentralrohr ein Teil der Endplatte 122 sein. Das Medium 120 ist in einer zylindrischen Anordnung um das Zentralrohr 126 herum angeordnet. Das Zentralrohr 126 beinhaltet eine Flusspassage 128 dort hindurch, die in Fluidkommunikation mit der Öffnung der Endplatte 122 steht. Das Zentralrohr 126 beinhaltet weiter Öffnungen 129, die es dem Arbeitsfluid ermöglichen, von dem Medium 120 und durch die Flusspassage 128 des Zentralrohrs 126 zu fließen. Es ist selbstverständlich, dass die bestimmte Anordnung und Struktur des Filterelements als nicht einschränkend verstanden werden soll. Solange Fluidfluss und Filtrationsfähigkeit erzielt werden können, können weitere Filterelemente unterschiedliche Gestaltungen haben, die mit der Mutternplatte 106 und Gehäuse 102 kompatibel sind.
Unter Bezugnahme auf 5–6 ist ein Fluidfilter 200 gezeigt. Wie Fluidfilter 10, 100, beinhaltet Fluidfilter 200 im Allgemeinen ein Gehäuse 202, ein Filterelement 204 und eine Mutternplatte 206. Das Gehäuse 200 weist ein im Allgemeinen offenes Ende auf (siehe z. B. 4). Das Filterelement 204 ist innerhalb des Gehäuses 202 angeordnet. Das Filterelement 204 verfügt über ein Medium 220, das es einem Arbeitsfluid ermöglicht, dadurch gefiltert zu werden. Fluidfilter 200 beinhaltet viele ähnliche Merkmale wie Fluidfilter 10, 100, allerdings mit einigen Unterschieden, die nachstehend beschrieben sind.
Die Mutternplatte 206 ist an dem im Allgemeinen offenen Ende mit dem Gehäuse 202 verbunden. Als ein bevorzugtes Beispiel ist die Mutternplatte 206 über einen Rotationsschweißvorgang mit dem Gehäuse 202 verbunden. Solch eine Verbindung wird leicht erhalten, beispielsweise bei Fluidfiltern mit Verbundgehäusen und Mutternplatten. Bei einem bevorzugten Beispiel ist der Fluidfilter 200 ebenfalls ein Verbundmaterial, das keine Metallteile beinhaltet, und insbesondere bei dem die Mutternplatte 206 und das Gehäuse 202 aus Verbundmaterialien gestaltet sind. Beispiele von Verbundfiltern können bei Vorgängerprodukten des Vertreters, Cummins Filtration, gefunden werden, wie Z. B. ihr benutzerfreundlicher Filter, der wohlbekannt ist.
Die Mutternplatte 206 weist eine Endfläche auf (siehe oberes Ende von Mutternplatte 206 in 5 und 6), einschließlich eines Einlasses 232 und eines Auslasses 234. Im Allgemeinen ermöglicht der Einlass 232 es zu filterndem Arbeitsfluid, in das im Allgemeinen offene Ende des Gehäuses 202 einzudringen und zu dem Medium 220 zu fließen. Wie gezeigt, kann der Einlass 232 beispielsweise viele Öffnungen in der Endfläche der Mutternplatte 206 sein. Es ist selbstverständlich, dass die Menge an Öffnungen für den Einlass 232 als nicht einschränkend verstanden werden soll, solange das Arbeitsfluid in den Fluidfilter 200 eindringen (oder aus ihm austreten) kann. Der Auslass 234 ermöglicht es im Allgemeinen durch das Medium 220 gefiltertem Arbeitsfluid, aus dem im Allgemeinen offenen Ende des Gehäuses 202 auszutreten. Wie gezeigt, ist der Auslass 234 in Richtung der Mitte der Endfläche der Mutternplatte 206 angeordnet, und der Einlass 232 ist in einer konzentrischen Anordnung um den Auslass 234 herum angeordnet. Es ist selbstverständlich, dass die spezifische Einlass- 232/Auslass- 234 Anordnung als nicht einschränkend verstanden werden soll und dass andere Modifikationen genauso geeignet und/oder erwünscht sein können. Wie bei Fluidfiltern 10, 100 vorstehend, können beispielsweise der Einlass 232 und Auslass 234 von Fluidfilter 200, wenn erwünscht und/oder notwendig, vertauscht sein, wenn der Fluidfluss umgekehrt ist.
Weiter bezugnehmend auf die Endfläche der Mutternplatte 206, beinhaltet die Endfläche innere und äußere Dichtungen 238, 236, die darauf angeordnet sind. Wie gezeigt, umgibt die innere Dichtung 238 den Auslass 232 und befindet sich zwischen dem Einlass 232 und dem Auslass 234. Die äußere Dichtung 236 umgibt den Einlass 234. Bei Betrieb scheidet die innere Dichtung 238 das zu filternde Arbeitsfluid von dem durch das Medium 220 gefilterten Arbeitsfluid ab und die äußere Dichtung 236 scheidet das Arbeitsmedium von der Außenumgebung ab.
Bei einem Beispiel ist die Endfläche der Mutternplatte 206 derart konfiguriert, dass die inneren und äußeren Dichtungen 238, 236 auf der Endfläche angeordnet sind. Wie gezeigt, ist die äußere Dichtung 236 innerhalb einer Nut auf der Endfläche der Mutternplatte 206 angeordnet und die innere Dichtung 238 ist um einen vorragenden Fuß des Auslasses 234 herum angeordnet. In 5 und 6 befinden sich die inneren und äußeren Dichtungen 238, 236 leicht versetzt, verbleiben aber auf der Endfläche der Mutternplatte 206.
Bei einer Ausführungsform sind die inneren und äußeren Dichtungen 238, 236 konzentrisch angeordnet, wobei der Einlass 232 und Auslass 234 und entsprechende Dichtungen 238, 236 einen Großteil der Endfläche der Mutternplatte 206 einnehmen. Solch eine Konfiguration kann eine flächenartige Dichtung und einen flächenartigen Fluidfluss für den Fluidfilter 200 und die Filtrationsanlage, mit der er verbunden sein kann, bereitstellen.
Bei der Ausführungsform von 5 und 6 sind sowohl die inneren als auch die äußeren Dichtungen 238, 236 als rechteckige Pressdichtungen gezeigt. Wie vorstehend beschrieben, ist es im Allgemeinen selbstverständlich, dass die inneren und äußeren Dichtungen nicht auf die spezifischen gezeigten Dichtungen beschränkt sind. Weitere Arten von Dichtungen und Materialien können eingesetzt werden, solange die flächenartige Dichtung auf dem Ende der Mutternplatte erzielt werden kann. Es ist weiter selbstverständlich, dass solche Materialien für die inneren und äußeren Dichtungen 238, 236 wohlbekannt sind und nicht weiter beschrieben werden müssen.
Die Mutternplatte 206 beinhaltet ebenfalls eine Verbindungsstruktur 230, die auf einer Außenfläche davon angeordnet ist. Im Allgemeinen kann die Verbindungsstruktur 230 mit anderer Ausrüstung, beispielsweise einer weiteren Komponente einer Filtrationsanlage, verbunden werden. Bei einer Ausführungsform ist die Verbindungsstruktur 230 ein Gewindeteil auf einer seitlichen Außenfläche der Mutternplatte 206. Bei einem Verbundfluidfilter beispielsweise kann die Verbindungsstruktur 230 auf die Außenfläche der Mutternplatte 206 geformt sein. Bei dem Beispiel, bei dem ein Gewinde verwendet wird, können die Gewinde auf die Außenseite der Mutternplatte 206 geformt sein (z. B. für Verbundmaterial). Es ist selbstverständlich, dass das Verbindungsteil 230 andere Strukturen aufweisen kann als ein Gewindeteil. Beispielweise kann das Verbindungsteil 230 eine Vierteldrehungssperre oder jegliche geeignete mechanische Struktur sein, die bekannt sein und eingesetzt werden kann, um die Außenfläche der Mutternplatte mit anderer Ausrüstung zu verbinden.
Bei einer Ausführungsform ist die seitliche Außenfläche, auf der sich die Verbindungsstruktur 230 befindet, auf einer anderen Fläche als der Endfläche. Wie gezeigt, ist die seitliche Außenfläche senkrecht zu der Endfläche.
Die Konfiguration der Verbindungsstruktur 230 kann es dem Fluidfilter 200 ermöglichen, mit anderer Ausrüstung einer Filtrationsanlage und in einer Reihenanordnung verbunden zu sein. Der Aufbau der Mutternplatte 206 kann mit Filtergehäusen oder -ummantelungen unterschiedlicher Längen kompatibel sein.
In 5 und 6 ist die Mutternplatte 206 mit dem Filterelement 204 verbunden gezeigt und hält das Filterelement 204 innerhalb des Gehäuses 202.
Weiter bezugnehmend auf das Filterelement 204, befindet sich eine Ausführungsform eines Filterelements, das verwendet wurde, dort, wo das Medium 220 an zwei Endplatten befestigt ist. Eine Endplatte 222 beinhaltet eine Öffnung in Fluidkommunikation mit dem Auslass 234. Ein Zentralrohr 226 ist zwischen den Endplatten verbunden, und, ähnlich Fluidfilter 100, kann das Zentralrohr 226 ein Teil der Endplatte 222 sein. Das Medium 220 ist in einer zylindrischen Anordnung um das Zentralrohr 226 herum angeordnet. Das Zentralrohr 226 beinhaltet eine Flusspassage 228 dort hindurch, die in Fluidkommunikation mit der Öffnung der Endplatte 222 steht. Das Zentralrohr 226 beinhaltet weiter Öffnungen 229, die es dem Arbeitsfluid ermöglichen, von dem Medium 220 und durch die Flusspassage 228 des Zentralrohrs 226 zu fließen. Es ist selbstverständlich, dass die bestimmte Anordnung und Struktur des Filterelements als nicht einschränkend verstanden werden soll. Solange Fluidfluss und Filtrationsfähigkeit erzielt werden können, können weitere Filterelemente unterschiedliche Gestaltungen haben, die mit der Mutternplatte 206 und Gehäuse 202 kompatibel sind.
Während es sich vorstehend um eine vollständige Beschreibung der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen handelt, können verschiedene Alternativen, Modifikationen und Äquivalente verwendet werden. Daher sollte die vorstehende Beschreibung nicht als den Umfang der Erfindung, der durch die angehängten Ansprüche definiert ist, einschränkend verstanden werden.

Claims

Fluidfilter, umfassend: ein Gehäuse mit einem im Allgemeinen offenen Ende; ein innerhalb des Gehäuses angeordnetes Filterelement, wobei das Filterelement über ein Medium verfügt, das es einem Arbeitsfluid ermöglicht, durch das Filtermedium gefiltert zu werden; und eine an dem im Allgemeinen offenen Ende mit dem Gehäuse verbundene Mutternplatte, wobei die Mutternplatte eine Endfläche einschließlich eines Einlasses und eines Auslasses aufweist, wobei es der Einlass zu filterndem Arbeitsfluid ermöglicht, in das im Allgemeinen offene Ende des Gehäuses einzudringen und zu dem Medium zu fliehen, und wobei es der Auslass durch das Medium gefiltertem Arbeitsfluid ermöglicht, aus dem im Allgemeinen offenen Ende des Gehäuses auszutreten, wobei die Endfläche einschließlich innerer und äußerer Dichtungen darauf angeordnet ist, wobei die innere Dichtung entweder den Einlass oder den Auslass umgibt und sich zwischen dem Einlass und dem Auslass befindet, und wobei die äußere Dichtung das jeweils andere, den Einlass oder den Auslass, umgibt, wobei die innere Dichtung bei Betrieb das zu filternde Arbeitsfluid von dem durch das Medium gefilterten Arbeitsfluid abscheidet, und wobei die äußere Dichtung bei Betrieb das Arbeitsfluid von der Außenumgebung abscheidet, und wobei die Mutternplatte einschließlich einer Verbindungsstruktur auf einer Außenfläche davon angeordnet ist, wobei die Verbindungsstruktur mit anderer Ausrüstung verbunden werden kann.
Fluidfilter nach Anspruch 1, wobei der Fluidfilter ein Spin-On-Filter ist.
Fluidfilter nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse und die Mutternplatte durch eine Rotationsschweißverbindung verbunden sind.
Fluidfilter nach Anspruch 1, wobei die inneren und äußeren Dichtungen innerhalb von Nuten auf der Endfläche der Mutternplatte angeordnet sind.
Fluidfilter nach Anspruch 1, wobei die Endfläche derart konfiguriert ist, dass die inneren und äußeren Dichtungen in einer ebenen Anordnung auf der Endfläche angeordnet sind, wobei sich die inneren und äußeren Dichtungen auf einer selben Ebene befinden.
Fluidfilter nach Anspruch 1, wobei die inneren und äußeren Dichtungen konzentrisch angeordnet sind.
Fluidfilter nach Anspruch 1, wobei die innere Dichtung entweder eine rechteckige Pressdichtung, eine O-Ring- oder eine Quetschrippen-Dichtung ist.
Fluidfilter nach Anspruch 1, wobei die äußere Dichtung entweder eine rechteckige Pressdichtung oder eine O-Ring-Dichtung ist.
Fluidfilter nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsstruktur ein Gewindeteil auf einer seitlichen Außenfläche der Mutternplatte ist, wobei die seitliche Außenfläche eine andere Fläche als die Endfläche ist.
Fluidfilter nach Anspruch 9, wobei die seitliche Außenfläche senkrecht zu der Endfläche ist.
Fluidfilter nach Anspruch 1, wobei die Mutternplatte mit dem Filterelement verbunden ist und das Filterelement innerhalb des Gehäuses hält.
Fluidfilter nach Anspruch 1, wobei das Medium an zwei Endplatten befestigt ist, wobei eine Endplatte eine Öffnung in Fluidkommunikation mit dem Auslass beinhaltet, und ein Zentralrohr, das zwischen den beiden Endplatten verbunden ist, wobei das Medium in einer zylindrischen Anordnung um das Zentralrohr herum angeordnet ist, wobei das Zentralrohr eine Flusspassage dort hindurch beinhaltet, die in Fluidkommunikation mit der Öffnung der einen Endplatte steht, und wobei das Zentralrohr Öffnungen beinhaltet, die es dem Arbeitsfluid ermöglichen, von dem Medium und durch die Flusspassage des Zentralrohrs zu fließen.
Fluidfilter nach Anspruch 1, wobei die Mutternplatte ein Verbundmaterial ist.